Các nhà khoa học ngăn chặn bệnh ăn thịt ở chuột
Vi khuẩn là nguyên nhân chính của bệnh viêm cân gan chân hoại tử, hay bệnh ăn thịt, gây nhiễm trùng lan rộng và chết người bằng cách khiến hệ thần kinh ngăn chặn hệ thống miễn dịch tấn công nó.
Một nhóm được dẫn đầu bởi các nhà khoa học từ Trường Y Harvard ở Boston, MA, đã thực hiện khám phá đáng ngạc nhiên trong khi nghiên cứu các chiến thuật thúc đẩy bệnh tật của Streptococcus pyogenes ở chuột bị viêm cân hoại tử.
Bạn có thể đọc về nghiên cứu này trong một bài báo sẽ sớm được xuất bản trên tạp chí Ô, các nhà nghiên cứu cũng đề xuất hai phương pháp điều trị tiềm năng.
Nếu họ thành công trong các thử nghiệm trên động vật và con người, các phương pháp điều trị có thể có giá trị to lớn trong việc ngăn chặn “nhiễm trùng do vi khuẩn xâm nhập cao”.
Tác giả nghiên cứu cấp cao Isaac M. Chiu, phó giáo sư vi sinh vật học và sinh học miễn dịch tại Trường Y Harvard, giải thích: “Viêm cân hoại tử”, “là một tình trạng nghiêm trọng vẫn còn rất khó điều trị và có tỷ lệ tử vong cao không thể chấp nhận được.
Bệnh ăn thịt
Bệnh ăn thịt gây ra bởi sự nhiễm trùng nghiêm trọng của vi khuẩn ở mô dưới da, mô nằm ngay dưới da và cân mạc, mô bao phủ các cơ quan nằm bên trong cơ thể.
Căn bệnh này rất hiếm gặp; mỗi năm, nó ảnh hưởng đến khoảng 200.000 người trên toàn thế giới, bao gồm khoảng 1.200 người ở Hoa Kỳ.
Nhiễm trùng - có thể do một số loại vi khuẩn gây ra - không dễ chẩn đoán, và nó có thể phát triển đột ngột và lây lan nhanh chóng. Nếu không được điều trị kịp thời, nó có thể dẫn đến “suy đa tạng và tử vong”, tỷ lệ này xảy ra trong khoảng 30% các trường hợp.
Sau một chấn thương, hệ thống thần kinh sẽ gửi một tín hiệu đến não và một tín hiệu khác đến hệ thống miễn dịch. Tín hiệu đầu tiên kích hoạt cảm giác đau và tín hiệu thứ hai yêu cầu hệ thống miễn dịch kìm lại.
Các nhà khoa học cho rằng các tế bào thần kinh, hoặc các tế bào thần kinh, có khả năng chỉ thị cho hệ thống miễn dịch kiềm chế để ngăn chặn sự “triển khai quá mức” của các tế bào miễn dịch có thể gây ra tổn thương “thế chấp” cho các mô khỏe mạnh.
Giáo sư Chiu bắt đầu quan tâm đến cách hệ thống thần kinh và hệ thống miễn dịch tương tác này có thể hoạt động trong bệnh ăn thịt khi ông phát hiện ra rằng những bệnh nhân bị ảnh hưởng thường trải qua một mức độ đau đớn xảy ra trước khi các triệu chứng phát triển.
Có thể nào vi khuẩn đang khai thác phản ứng kép tự nhiên này đối với tổn thương để đàn áp hệ thống miễn dịch vì lợi thế của chính nó?
Độc tố của vi khuẩn gây ra hiện tượng suy giảm hệ miễn dịch
Để nghiên cứu sâu hơn điều này, ông và các đồng nghiệp đã phát triển một mô hình chuột bị bệnh ăn thịt bằng cách tiêm vi khuẩn vào những con vật này. S. pyogenes được lấy mẫu từ những bệnh nhân bị nhiễm bệnh.
Bằng cách sử dụng mô hình chuột, họ phát hiện ra rằng một loại độc tố do vi khuẩn tạo ra - được gọi là streptolysin S - là nguyên nhân gây ra cơn đau và làm hệ miễn dịch im lặng sau đó.
Trong các thử nghiệm tiếp theo, họ tiêm vào chuột vi khuẩn đã được biến đổi gen để chúng không thể tạo ra độc tố. Mặc dù chúng đã bị nhiễm bệnh, những con chuột không có biểu hiện đau đớn thông thường và nhiễm trùng cũng không xâm lấn.
Các nhà nghiên cứu đã xác nhận vai trò của streptolysin S bằng cách "tái thiết kế" khả năng sản sinh độc tố trở lại vi khuẩn đã được biến đổi và sau đó đưa chúng vào cùng những con chuột. Sự lây nhiễm phát triển thành bệnh ăn thịt "toàn diện".
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã tiêm cho những con chuột một loại kháng thể ngăn chặn độc tố. Các triệu chứng đau của chuột đã giảm nhiều, xác nhận rằng vi khuẩn streptolysin S là nguyên nhân gây ra.
Cơ chế phân tử cơ bản
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm sâu hơn, trong đó họ khám phá các cơ chế phân tử cơ bản của sự tương tác giữa hệ thần kinh và hệ miễn dịch.
Trong số này, họ phát hiện ra rằng streptolysin S kích hoạt các tế bào thần kinh gửi tín hiệu đau đến não. Điều này cũng kích hoạt một tín hiệu khác đến hệ thống miễn dịch khiến nó tiết ra chất dẫn truyền thần kinh, hay chất truyền tin hóa học, được gọi là peptide liên quan đến gen calcitonin (CGRP), sau đó sẽ kìm hãm phản ứng miễn dịch.
Họ cũng phát hiện ra rằng CGRP thực hiện điều này bằng cách ngăn chặn sự di chuyển của bạch cầu trung tính và bằng cách ngăn chặn khả năng tiêu diệt vi khuẩn của chúng tại vị trí vết thương.
“Một cách hiệu quả,” Giáo sư Chiu lưu ý, “tín hiệu tế bào thần kinh này làm im lặng hệ thống báo động thường kêu gọi các chiến binh chống nhiễm trùng của cơ thể để hạn chế nhiễm trùng.”
Anh ấy tiếp tục giải thích rằng phản ứng như vậy là phù hợp khi vết thương sạch và không bị nhiễm trùng - bạn không muốn hệ thống miễn dịch xâm nhập và làm viêm các mô khỏe mạnh trong nỗ lực đối phó với tình trạng nhiễm trùng không có ở đó.
Tuy nhiên, vi khuẩn strep lợi dụng điều này và thực hiện chiến lược tương tự khi vết thương bị nhiễm trùng, cho phép bệnh phát triển mà không bị cản trở.
Bệnh nhân trong giai đoạn đầu của bệnh viêm cân gan chân hoại tử thường cảm thấy đau rất nhiều nhưng không biểu hiện các triệu chứng mà người ta có thể mong đợi đi kèm - chẳng hạn như đỏ, sưng và viêm.
Tuy nhiên, GS Chiu và các đồng nghiệp gợi ý rằng đây là điều bạn mong đợi nếu vì một lý do nào đó, các bạch cầu trung tính gây viêm và loại bỏ vi khuẩn không được triệu tập.
Hai cách có thể để ngăn chặn bệnh
Sau đó, các nhà khoa học tiến hành một loạt thí nghiệm khác, trong đó họ đưa vi khuẩn vào hai nhóm chuột: một nhóm đã ngăn chặn khả năng truyền tín hiệu đau của các sợi thần kinh và nhóm khác thì không.
Những điều này đã chứng minh rằng việc ngăn chặn các dây thần kinh đau đã cải thiện khả năng kiểm soát nhiễm trùng của cơ thể.
Các thí nghiệm khác nhau trong đó chuột được tiêm chất độc thần kinh botulinum A - một chất ngăn chặn thần kinh có trong các liệu pháp thẩm mỹ chống nhăn da mặt - cho thấy rằng cách tiếp cận như vậy có thể hoạt động như một phương pháp điều trị bệnh ăn thịt.
Việc tiêm thuốc phong bế thần kinh thậm chí 2 ngày sau khi những con chuột bị nhiễm bệnh lần đầu tiên và đã có vết thương thì bệnh sẽ dừng lại, gây ra nhiều tổn thương mô hơn.
Các nhà nghiên cứu cũng đã thử nghiệm một cách khả thi khác để giải quyết căn bệnh này. Họ chỉ ra rằng thuốc chẹn CGRP đã loại bỏ hệ thống miễn dịch bằng cách ngăn chặn các tế bào thần kinh gửi tín hiệu tạm dừng. Họ cũng ngăn chặn bệnh viêm cân mạc hoại tử lây lan ở chuột.
“Phát hiện của chúng tôi cho thấy vai trò mới đáng ngạc nhiên của tế bào thần kinh trong sự phát triển của căn bệnh này và chỉ ra các biện pháp đối phó đầy hứa hẹn cần được khám phá thêm.”
GS Isaac M. Chiu
